меню содержание news315 news316 news317
Конец поиска "планеты Икс" в Солнечной системе
|
Почти вековые попытки найти далёкую «планету X» можно прекращать, а 25 лет поисков гипотетичес-
кой Немезиды, звезды-спутницы Солнца можно продолжить. Как показал итальянский физик, если
«планета X» и существует, она должны быть или очень маленькой, или очень далеко и не справится с
теми задачами, ради решения которых её выдумали астрономы.
Автор оригинальной работы Лоренцо Иорио нашёл существенную ошибку в своей работе, исправление
которой вернуло Немезиде возможность присутствовать в облаке Оорта.
Существенное уточнение
Всего лишь через день после первого сообщения, Лоренцо Иорио нашёл ошибку в своих расчётах. Её
исправление кардинально изменило результат в отношении Немезиды – она может присутствовать в
облаке...
Обнаружение Нептуна в 1846 году стало триумфом небесной механики. Сотрудникам Берлинской об-
серватории Иоганну Галле и Гейнриху д'Арре потребовалось всего две наблюдательные ночи, чтобы
найти движущийся объект всего в градусе от того места, что предсказал французский математик Урбен
Леверье.
Леверье сделал своё предсказание, изучая необъяснимые отклонения движения другой планеты, Урана,
от расчётной траектории. Как и англичанин Джон Адамс парой лет ранее, Леверье предположил, что
расхождения с расчётами вызывает влияние другой планеты, расположенной ещё дальше от Солнца.
Но в отличие от Адамса Леверье сделал куда более точное предсказание, показавшееся астрономам
вполне убедительным. Они их проверили и открыли Нептун.
Позднее нашлись и другие необъяснимые отклонения, и в начале XX века американский астроном,
первооткрыватель «каналов на Марсе» Персиваль Ловелл, начал масштабную программу поиска оче-
редной неоткрытой планеты, которой спустя 15 лет стал Плутон.
Правда, Плутон, вообще говоря, был открыт случайно – совсем не там, где должна была быть гипотети-
ческая «планета Икс», и его крохотная масса оказалась не в состоянии объяснить наблюдаемые отклоне-
ния. Объяснения пришлось ждать до конца XX века, когда космический аппарат «Вояджер-2» скоррек-
тировал оценку массы Нептуна, пролетая возле этого небесного тела.
Это, впрочем, не остановило поток желающих найти очередную «планету X», название которой вплоть
до 2006 года, когда Плутон был лишён своего планетарного статуса, можно было воспринимать и как
римскую цифру, рассуждая о «десятой планете». Поиски планеты X велись множеством астрономов
несколькими разными методами, тем более что гипотеза о существовании такого тела могла объяснить
некоторые особенности многочисленных малых планет, найденных в так называемом поясе Койпера
за орбитой Нептуна.
История Немезиды – гипотетической звезды – спутницы Солнца в его движении вокруг центра Галак-
тики – гораздо короче. Всерьёз о ней заговорили лишь в начале 1980-х годов, когда Джек Сепкоски и
Дэвид Роп нашли странную периодичность событий глобального вымирания видов. По их расчётам,
за последние 250 миллионов лет каждые 26 миллионов лет с земной жизнью случались разного рода
неприятности. Не прошло и года, как сразу две команды астрономов предложили объяснение.
Небольшая звёздочка на длинной вытянутой орбите вокруг Солнца могла всякий раз, возвращаясь к
нашей звезде, нарушать порядок движения комет в так называемом облаке Оорта, направляя часть из
них во внутренние области Солнечной системы.
Какие-то из этих комет вполне могли обрушиться на головы наземных динозавров или обитателей
древних морей и океанов.
Пояс Койпера и облако Оорта
Поясом Койпера, или Эджворта-Койпера называют кольцеобразное скопление малых тел Солнечной
системы за границей орбиты Нептуна. По сути, это второй пояс астероидов, только он гораздо протя-
жённее ..
Из периода было несложно вычислить размер орбиты гипотетической Немезиды – 100 тысяч астроно-
мических единиц ( а. е. ), то есть средних расстояний от Земли до Солнца, примерно на полпути к
ближайшей звезде ( 272 тысячи а. е. ). Чтобы мы эту звезду до сих пор не заметили, она должна быть
либо красным карликом – «настоящей», но очень слабой звездой массой в несколько раз меньше, чем
у Солнца, либо карликом бурым, или коричневым, – «звездой-неудачницей», массы которой так и
не хватило для начала ядерных реакций.
Поиски «планеты X» в настоящее время не проводятся – по сути, они влились в программы обнаруже-
ния других карликовых планет, которых за пределами орбиты Нептуна должно быть немало. А вот с
Немезидой сложнее – она вполне может давно присутствовать в звёздных каталогах, однако распознать
в ней спутницу тяжело: поскольку движется она вместе с Солнцем, скорость её перемещения по небу
будет очень невелика, а именно так – по быстрому движению слабых объектов – ищут наших ближай-
ших звёздных соседей.
Искать гипотетическую «планетe X», способную навести порядок в поясе Койпера, и не стоит, утверж-
дает Лоренцо Иорио из пизанского отделения Национального института ядерной физики Италии. С
последней версией работы итальянского учёного, знаменитого своей плодовитостью и полным пре-
небрежением к погрешностям, можно ознакомиться в архиве электронных препринтов Корнельского
университета.
Прогнозы, которые Иорио сделал для тех, кто всё ещё надеется найти крупную планету за пределами
орбиты Нептуна, весьма пессимистичны (с поправкой на 26%, см. уточнение). Минимальное расстоя-
ние, на котором может находиться «второй Марс», – 75–80 астрономических единиц, «вторая Земля» –
160 а. е., «второй Юпитер» – чуть больше тысячи а. е..
А вот бурый, и даже красный карлик вполне могут двигаться внутри облака Оорта – ограничения на
минимальное расстояние до них меняются от 4-5 до 10 тысяч астрономических единиц, что вполне в
пределах облака.
Учёный провёл довольно простой расчёт, вычислив, как менялись бы в последние 100 лет различные
параметры орбиты внутренних планет (Меркурия, Венеры, Земли и Марса ), если бы на внутреннюю
Солнечную систему действовала постоянная дополнительная приливная сила. Считать её постоянной
на таком промежутке времени можно, потому что далёкий объект за 100 лет сильно не сдвинется.
После некоторых размышлений, итальянец решил остановиться на одной наблюдаемой величине –
скорости поворота перигелия, то есть ближайшей к Солнцу точки орбиты планеты.
Смещение перигелия Меркурия в своё время сыграло ключевую роль в том, чтобы убедить физиков в
правильности общей теории относительности Эйнштейна, сумевшего точно рассчитать наблюдаемое
значение. Скоростью поворота перигелия других планет, интересной с точки зрения возможности на-
ложить какие-то дополнительные ограничения на параметры «обобщённых» релятивистских теорий,
много занимается российский небесный механик Елена Питьева, которая провела огромную работу по
определению этих величины из наблюдений самых разных типов. Именно результатами Питьевой и
воспользовался Иорио.
Немезида ушла к соседям
Астрономы нашли таинственную звезду Немезиду, которая играет роль дестабилизатора в системе
звезда – планеты. Правда, не в нашей Солнечной системе, а у звезды HD 3651. «Неудачница» оказалась
бурым карликом ..
Поскольку в пределах погрешностей не удалось заметить никаких отклонений от результатов расчётов,
не учитывавших дополнительное ускорение, несложно оценить, каким оно должно быть. Получились
крохотные, примерно 10–15 м/с2 оценки сверху для ускорения в плоскости орбиты Земли и других пла-
нет. Оценить ускорение в перпендикулярном плоскости направлении удалось в 30 раз хуже: такая сила
слабо влияет на поворот перигелия. Однако в любом случае оценка ускорения в 3*10–14 м/с2 – величи-
на очень маленькая. По словам автора, эти ограничения в тысячи раз лучше тех, что имелись прежде.
По сути, результат Иорио означает "похороны" «планеты X» – но не звезды Немезиды.
Даже если относительно массивные тела и существуют, они не в состоянии оказывать то действие на
пояс Койпера, где движутся транснептуновые не то кометы, не то астероиды, которые им приписыва-
ли. Они слишком далеки и очень невелики по массе. А вот какая-нибудь Немезида вполне может ока-
заться возмутителем спокойствия в облаке Оорта, где расположен «резервуар» долгопериодических
комет.
Обнаружить такие объекты можно будет по их инфракрасному излучению – в ближней инфракрасной
области в случае Немезиды и дальнем ИК в случае «планеты X». Уже в ближайшее время в космос
должны отправиться несколько орбитальных обсерваторий, которые среди прочего займутся и этими
поисками.
gazeta.ru/science/2009/04/13_a_2973480.shtml
по теме:
Коричневый карлик влияет на порядок в планетной системе HD 3651
"Кеплер" сделал первые фотографии неба
|
звездный район с горячим юпитером TrES-2
Орбитальный телескоп "Кеплер" (Kepler) сделал первые снимки региона неба, за которым ему предсто-
ит наблюдать последующие 3,5 года. Об этом сообщается в пресс-релизе, опубликованном на сайте
NASA. На фотографии можно посмотреть здесь - nasa.gov/mission_pages/kepler/multimedia/20090416.htm
Среди полученных изображений на одном виден весь регион наблюдения, размер которого составляет
100 квадратных градусов. Данный регион содержит примерно 4,5 миллиона звезд, за 100 тысячами из
которых "Кеплер" будет вести постоянное наблюдение.
На другом изображении ( верхнее фото ) хорошо видно звездное скопление NGC 6791.
Возраст этого объекта, удаленного от Земли на 13 тысяч световых лет, составляет около 8 миллиардов
лет. Данное изображение является увеличением региона, который составляет всего одну тысячную от
общего обзора "Кеплера".
Орбитальный телескоп был запущен в марте 2009 года с мыса Канаверал. На орбиту аппарат был выве-
ден ракетой-носителем Delta II. Основной целью миссии "Кеплера" является поиск экзопланет земного
типа при помощи так называемого транзитного метода. Для этого аппарат снабжен сверхчувствитель-
ной электроникой, которая будет регистрировать малейшие колебания яркости звезд.
Совсем недавно появились сообщения, что астрофизики планируют измерить размеры Вселенной при
помощи аппарата "Кеплер". Для этого ученые будут наблюдать так называемые цефеиды - звезды, яр-
кость которых периодически меняется во времени, причем период колебаний достаточно просто зави-
сит от среднего значения абсолютной звездной величины.
lenta.ru/news/ 2009/04/17/ kepler
Исследователь из Университета Сент-Эндрюс Алан Пенни ( Alan Penny ) планирует использовать дан-
ные, которые соберет телескоп "Кеплер" (Kepler), для уточнения размеров Вселенной. Об этом сообща-
ется в пресс-релизе на сайте университета. Пенни входит в консорциум из 200 ученых, которые будут
анализировать собранные телескопом данные.
Для уточнения размеров Вселенной (в настоящее время предполагается, что ее радиус около 93 милли-
ардов световых лет ) астроном воспользуется информацией о светимости так называемых цефеид. Эти
гигантские переменные звезды ( их светимость меняется во времени периодически ) отличаются дос-
таточно простой зависимостью между периодом колебания светимости и средней светимостью. Та-
ким образом, зная первый параметр из наблюдений, астрономы могут определить второй. Сравнивая
среднюю светимость со средней видимой звездной величиной, которая характеризует количество
света, доходящего до Земли от светила, астрономы способны вычислить расстояние до цефеиды.
По словам Пенни, существующие оценки "размеров космоса" могут измениться на несколько процентов.
Орбитальный телескоп "Кеплер" был запущен на орбиту 6 марта 2009 года. Целью миссии данного ап-
парата является поиск экзопланет земного типа транзитным методом. Для этого телескоп в течение 3,5
лет будет следить за светимостью 100 тысяч звезд. По словам Пенни, чувствительность нового аппара-
та в сотню раз выше, чем у наземных телескопов.
Совсем недавно появились сообщения, что миссия "Кеплера" вступила в свою основную фазу. Это
вступление ознаменовалось сбросом специальной крышки, которая закрывала объектив телескопа. Ви-
део процесса доступно здесь - nasa.gov/mov/326923main_Kepler-Lid- H264_LowRez.mov.
lenta.ru/news/ 2009/04/14/ kepler
по теме:
NASA запустило телескоп Кеплер
Открыта планета массой в две Земли
|
Знаменитый первооткрыватель экзопланет Мишель Мейор (Michel Mayor ) из Женевской обсерватории
(l'Observatoire de Geneve) в Швейцарии объявил во вторник об обнаружении самой легкой из всех извест-
ных планет за пределами Солнечной системы. Доклад был сделан на пресс-конференции в рамках Евро-
пейской недели астрономии и космических наук ( European Week of Astronomy & Space Science), которая
проходит сейчас в британском Хартфордширском университете ( University of Hertfordshire ). Речь в дан-
ном случае, конечно, идет лишь о планетах возле "нормальных" звезд, открытия которых способны за-
интересовать даже далеких от науки людей, поскольку они могут служить местом обитания привычной
нам жизни. Нужно отметить, что у "мертвых звезд" - пульсаров - зарегистрированы и более мелкие, чем
наша Земля, спутники, однако с ними (по понятным причинам) никто не связывает никаких перспектив
поиска внеземной жизни и разума.
Новый рекордный объект, масса которого может быть меньше двух масс Земли, находится в успевшей
уже прославиться звездной системе Gliese 581 на расстоянии двадцати с половиной световых лет от нас
в созвездии Весов. Название и номер звезды даются по "Каталогу ближайших звезд" ( Gliese Catalogue of
Nearby Stars), составленному немецким астрономом Вильгельмом Глизе ( Wilhelm Gliese, 1915-1993 ). По
своей массе эта звезда в три раза уступает нашему Солнцу. Экзопланета получила обозначение "e", пос-
кольку это уже четвертая по счету планета в данной звездной системе. Международной научной группе,
состоявшей из ученых европейских стран (Швейцарии, Франции и Португалии), удалось уточнить заод-
но и орбиту планеты Gliese 581d, впервые обнаруженной в 2007 году, с уверенностью "поместив" ее в
пределах так называемой "зоны жизни" ( или "обитаемой зоны"), где могут в открытом виде существо-
вать океаны жидкой воды. Новые открытия явились итогом более чем четырехлетних наблюдений с ис-
пользованием спектрографа HARPS, получившего признание в качестве самого успешного в мире "охот-
ника за маломассивными планетами". Этот инструмент установлен на 3,6-метровом телескопе Южной
европейской обсерватории (ESO) Ла Силла (La Silla Observatory) в Чили. Соответствующая публикация
("The HARPS search for southern extra-solar planets: XVIII. An Earth-mass planet in the GJ 581 planetary system",
by Mayor et al., 2009) запланирована в журнале "Астрономия и астрофизика" ( Astronomy & Astrophysics ),
однако с препринтом данной статьи можно ознакомиться уже сейчас, скачав его по данному адресу
exoplanets.ch/Gl581_preprint.pdf.
Планетная система Gliese 581. Изображение ESO / L.Calcada с сайта www.eso.org
"Безусловно, "Чашей Грааля" для всех исследователей экзопланет можно считать обнаружение планеты,
похожей на Землю и находящейся в пределах "пояса жизни" - то есть там, где на поверхности планеты
должна существовать вода в жидком виде", - говорит Мишель Мейор. Однако планета Gliese 581e, к со-
жалению, расположена слишком близко к своей звезде - красному карлику спектрального класса М.
Один оборот она делает всего за 3,15 суток. "При этом вес планеты может всего в 1,9 раза превышать
массу Земли, что делает ее самой маломассивной экзопланетой из всех, ныне обнаруженных. Скорее
всего, это твердая каменистая планета [ как Меркурий, Венера, Земля и Марс ]", - поясняет соавтор
Мейора из Франции - Ксавье Бонфис ( Xavier Bonfils ) из Гренобльской обсерватории.
За годы, прошедшее с момента открытия первой внесолнечной планеты Мишелем Мейором и Дидье
Кело ( А Кело также участвует в нынешних исследованиях ), астрономы сумели разными методами
обнаружить уже свыше трех сотен подобных объектов. Однако подавляющее большинство известных
нам экзопланет сравнимо по своей массе с Юпитером или даже превосходит его. Это газовые гиганты,
причем зачастую расположенные очень близко к своей звезде (так называемые "горячие юпитеры").
Только с недавнего времени астрономы стали объявлять об открытиях планет сравнительно неболь-
шой массы и размеров ( менее 10 земных масс), вероятно, силикатных по своему основному составу.
Их стали называть "суперземлями" (super-Earths).
В 2005 году в звездной системе Gliese 581 была обнаружена планета, в 16 раз массивнее Земли ( "горя-
чий Нептун"). Она не только излишне массивна, но и находится совсем близко к звезде (чуть дальше e).
А в апреле 2007 года появилось сообщение об открытии у Gliese 581 двух маломассивных и достаточно
удаленных от звезды планет, масса которых оценивается в 5 и 7 масс Земли ( нужно отметить, что это
лишь минимальные оценки, а реальную массу каждой из экзопланет можно узнать только после нахож-
дения угла наклона орбитальной плоскости относительно земных наблюдателей ). Учитывая расстоя-
ние, отделяющее планеты от родительской звезды, Gliese 581c и Gliese 581d оказались самыми первыми
кандидатами в обитаемые планеты из всех, известных человечеству.
"Поразительно, как далеко нам удалось продвинуться за последние 14 лет, отделяющих нас от открытия
первой экзопланеты у нормальной звезды в 1995 году, - говорит Мейор. - Масса Gliese 581e в 80 раз
меньше, чем у 51 Pegasi b. И это гигантский прогресс".
Уточнение параметров орбиты планеты Gliese 581d, открытой в 2007 году, позволило показать,
что она находится в пределах обитаемой зоны и на ее поверхности вполне могут существовать
океаны жидкой воды. Эта диаграмма показывает дистанцию, отделяющую планеты в Солнечной
системе (верхний ряд) и в системе Gliese 581 (нижний ряд) от своих звезд (слева). Обитаемая зона
помечена синим цветом (на основе диаграммы Фрэнка Сельзи, см. ниже ). Изображение с сайта
www.eso.org
В том же журнале "Астрономия и астрофизика" уже был опубликован целый ряд теоретических иссле-
дований, касающихся перспектив появления жизни в планетной системе Gliese 581. Две европейско-
-американские группы ученых, возглавляемые французом Фрэнком Сельзи (Franck Selsis) первая и нем-
цем Вернером фон Блохом ( Werner von Bloh ) вторая, изучили возможность существования жизни на
двух свеженайденных "суперземлях" с разных точек зрения. Оценивалось прежде всего расположение
границ обитаемой зоны у Gliese 581 - то есть насколько близко и насколько далеко от этой звезды может
существовать вода в жидком виде на поверхности планеты. Если планета расположена слишком близко
к своей звезде, то вся вода на ней превращается в пар, и земные формы жизни на ней существовать не
могут. Это внутренняя граница обитаемой зоны. Внешняя граница соответствует расстоянию, на кото-
ром газообразный CO2 (углекислый газ) уже не способен обеспечить проявление достаточно сильного
парникового эффекта, требуемого для разогрева поверхности планеты. Вся вода там замерзнет. Основ-
ная проблема в подобном моделировании заключается в невозможности точно оценивать размеры и
роль облачности (с таким же ограничением сталкиваются и земные климатологи ). Для нашего Солнца
внутренняя граница располагается где-то от 0,7 до 0,9 астрономической единицы (т.е. среднего расстоя-
ния от Земли до Солнца, это примерно 150 миллионов километров), а внешняя граница - это 1,7-2,4 а.е.
(точнее указать ее пока не получается ). На иллюстрации внизу приводятся границы обитаемой зоны
вокруг Солнца в сравнении с Gliese 581 в соответствии с вычислениями групп Фрэнка Сельзи и Верне-
ра фон Блоха.
Границы обитаемой зоны для Gliese 581, полученные двумя группами планетологов.
В верхней части показаны современные границы обитаемой зоны у Солнца. Красная кривая
в правой части очерчивает лишь самый критичный внешний предел. Фактическая внешняя
граница расположена где-то между 1,7 и 2,4 а.е.
Средняя часть иллюстрации демонстрирует пределы обитаемой зоны Gliese 581, вычислен-
ной в соответствии с моделями атмосферы от Сельзи и др.
Внизу - границы зоны возможного фотосинтеза, определенные в согласии с геофизическими
моделями от фон Блоха и др. (границы были вычислены для нескольких возможных возрастов
планетной системы Gliese 581 ( 5, 7 и 9 млрд лет ), самое вероятное значение - 7 млрд лет ).
Фиолетовые полосы, окружающие планеты Gliese 581 c и d, иллюстрируют переменное рас-
стояние до звезды, обусловленное вытянутостью орбит.
Изображение: Astronomy & Astrophysics
Повышенный интерес к вопросу о возможности существования жизни у Gliese 581, кроме всего прочего,
связан с тем, что эта звезда является красным карликом - то есть принадлежит к самой многочисленной
когорте звезд в нашей Галактике. "Мелкие" красные карлики спектрального класса M составляют при-
мерно 75% всех звезд. Они чрезвычайно долговечны (могут прожить десятки миллиардов лет - гораздо
дольше нашего Солнца), достаточно стабильны и "работают" на привычном водородно-гелиевом цикле
(расходуя свое ядерное "горючее" наиболее экономно ). Находить экзопланеты у красных карликов, от-
слеживая колебания этих звезд при гравитационном взаимодействии с планетами по доплеровскому
смещению характерных спектральных линий, значительно проще ( из-за их небольшой массы). И если
еще совсем недавно М-звезды рассматривались в качестве весьма сомнительных кандидатов на роль
колыбели для внеземной жизни, то теперь все меняется. Конечно, то, что планеты, находящиеся в оби-
таемой зоне таких красных карликов, обращены к звезде всегда одной и той же стороной ( результат
длительного приливного взаимодействия со своим светилом), сказывается на их климате далеко не
лучшим образом ( перегрев с одного бока, переохраждение с другого, ураганные ветры и т.д.).
звезда Gliese 581
Близким планетам к тому же грозят магнитные бури, потоки рентгеновского и ультрафиолетового из-
лучения, особенно во времена затянувшейся звездной юности, когда планеты размером с Землю за-
просто могут лишиться своей атмосферы в момент вспышки. Однако недавние теоретические иссле-
дования показали, что на самом деле все не так уж и плохо и окружающая среда возле М-звезд все-
-таки не является непреодолимым препятствием для возникновения жизни.
Важно отметить, что уточненный орбитальный период для планеты d ( то есть длительность местного
года ) теперь составил 66,8 суток, планета "приблизилась" к своей звезде. В пресс-релизе говорится о
том, что там могут существовать даже обширные незамерзающие океаны. В любом случае, условия на
планете d должны очень сильно отличаться от того, с чем мы сталкиваемся на Земле ( в первую оче-
редь, из-за гравитации, сила которой там многократно превышает земную), но жизнь там появиться
все же может..
grani.ru/Society/Science/m.150264.html
Положение звезды Gliese 581 на небе ( отмечено стрелкой )
ссылки:
gazeta.ru/science/2009/04/21_a_2977293.shtml
lenta.ru/news/2009/04/21/exoplanet1/
eso.org/public/outreach/press-rel/pr-2009/pr-15-09.html
infox.ru/science/universe/2009/04/21/Ekzoplanyeta.phtml
allplanets.ru/
elementy.ru/news/430648
ru.arxiv.org/abs/0710.5294
по теме:
Найдена подобная Земле планета в обитаемой зоне
Ветреная жизнь красных карликов
